bannerka.ua

Расчет червячных передач

Расчет чЕрвьячних передач.

Студенты на практических занятиях должны приобрести практические навыки по расчетам червячных передач. Иметь представление о Конструкционные элементы червячной передачи широко используются в пищевой промышленности.

Типовые задачи

Задача 1.

Рассчитать червячную передачу одноступенчатого редуктора по следующим данным: мощность на валу червяка Р1 = 6 кВт при его угловой скорости ω = 150 рад / с; передаточное число передачи u = 32; передача реверсивная; возможны кратковременные перегрузки до 150% от номинального; срок службы передачи не ограничен.

Решения. 1. Параметры нагрузки червячной передачи

Если взять ориентировочно КПД передачи η = 0,80, то мощность на ведомом валу червячного колеса

Р2 = Р1 η = 6х0, 80 = 4,8 кВт.

Угловая скорость ведомого вала

Ω2 = ω1 / u = 150/32 4,7 рад / с.

Вращающиеся моменты на ведущем и ведомом валах передачи

Т1 = Р1 / ω1 = 6х103 / 150 = 40 Нм;

Т2 = Р2 / ω2 = 4,8 х103 / 4,7 1021 Нм.

При кратковременной перегрузки до 150% максимальный крутящий момент на ведомом валу

Т2max = 1,5 Т2 = 1,5 х1021 = 1532 Нм.

По формуле ориентировочная скорость скольжения в зацеплении

Vs = (4 ω1/10 3) 3 ³ √ Т2 = (4х150/103) 3 ³ √ 1021 = 6 м / с.

2. Материалы для изготовления червяка и червячного колеса

Для изготовления червяка берем легированную сталь 40Х, термообработка — закалка с отпуском, твердость витков Н1 = 45 … 55 HRC, рабочие поверхности шлифованные.

Для венца червячного колеса со скоростью скольжения VS = 6 м / с можно брать оловянную бронзу БрО10Н1Ф1 (отливка центробежное) со следующими характеристиками: предел прочности σв = 285 МПа, предел текучести σт = 165 МПа.

3. Допустимые напряжения для расчетов передачи

А) Допустимые контактные напряжения. Если венец червячного колеса изготавливается из оловянной бронзы при твердости червя Н1> 45 HRC, то допустимое контактное напряжение

[Σ] n = 0,9 σв cv = 0,9 [285 [0,88 = 225 МПа.

Здесь СV = 0,88 для скорости скольжения V1 = 6 м / с.

Допустимого предельного контактное напряжение для зубьев колеса

[Σ] Hmax = 4 σт = 4х165 = 660 МПа.

Б) Допустимые напряжения на изгиб. Допустимое напряжение на изгиб в расчетах зубцов на выносливость при реверсивном нагрузке

Расчет червячных передачF = 0,08 Расчет червячных передачB + 0,25 Расчет червячных передачT = 0,08 x285 + 0,25 x165 = 164 MПа.

Допустимого предельного Напряжение сгиба зубьев колеса

Расчет червячных передачFmax = 0,8Расчет червячных передачT = 0,8 x 165 = 132 МПа.

4. Проектный расчет червячной передачи. В проектном расчете определяем минимальную межосевое расстояние передачи по формуле (см. ниже).

Вспомогательный коэффициент Ка = 31 МПа ⅓. Число витков червяка берем z1 = 2. Тогда число зубцов червячного колеса z2 = uz1 = 2×32 = 64.

Коэффициент диаметра червяка берем q = 10.

Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине колеса, получаем приняв предварительно θ = 86:

Кβ = 1 + (z2 / θ) 3 = 1 + (64/86) = 1,41.

Минимальная межосевое расстояние червячной передачи

Amin = Ka (z2 / q) Расчет червячных передач= 31 (64/10 +1) Расчет червячных передач= 203, 1 мм.

Модуль червячной передачи

M'n = 2 aw min / (q + z2) = 2 x203, 1/10 +64) = 5,49 мм.

По стандарту принимаем m = 6 мм, которому соответствует q = 10.

5. Предыдущие значения основных параметров передачи

Делительные диаметры червяка и червячного колеса

D1 = mq = 6х 10 = 60 мм;

D2 = mq = 6Х 64 = 384 мм;

Диаметры вершин витков червяка и червячного колеса

DА1 = d1 + 2 m = 60 + 2 х 6 = 72 мм;

DА2 = d2 + 2 m = 384 + 2 х6 = 396 мм.

Межосевое расстояние передачи

Aw = 0,5 (d1 + d2) = 0,5 (60 + 384) = 222 мм.

Ширина венца червячного колеса

B2 ≤ 0,75 DА1 = 0,75 x 72 = 54 мм.

Делительный угол подъема линии витков червяка

Tg Расчет червячных передач= Z1 / q = 2/10 = 0,2; Расчет червячных передач= 11о301.

Скорость скольжения в зацеплении

Vs = 0,5 ω1 d1 / cos Расчет червячных передач= 0,5 x150 x60x103 / cos 11o30 = 4,6 м / с.

Уточненное значение допустимого контактного напряжения

[Σ] H = 0,9 Расчет червячных передачСv = 0,9 х285х 0,95 = 243 МПа

Здесь для скорости Vs = 4,6 м / с принято Сv = 0,95.

Принимаем 8-й степень точности передачи.

Эквивалентное число зубцов червячного колеса

Zv2 = z2 / cos3 Расчет червячных передач= 64 / cos3 11o30 = 67,9.

Круговая сила, действующая на зубцы колеса

Ft2 = 2T2 / d2 = 2x1021x103/384 = 5318 Н.

6. Расчет зубьев червячного колеса на контактную выносливость

Для расчета предварительно определим следующие коэффициенты:

Ζм = 210 МПа1/2-для сочетание материалов сталь-бронза;

ΖН = 1,8; Ζс = 0,75; Кβ = 1,41; Кv = 1,4.

Расчетное контактное напряжение

Ζм ΖН ΖсРасчет червячных передач= 210х1, 8х0, 75Расчет червячных передач= 202МПа

Условие контактной выносливости активных поверхностей зубьев червячного колеса обеспечивается, потому σH = 202 МПа <[σ] H = 243 МПа и находится в допустимых пределах.

7. Проверка контактной прочности зубьев при действии максимальной нагрузки по формуле имеем

Σ Hmax = σHРасчет червячных передач= 202Расчет червячных передач= 248МПа

Здесь также прочность обеспечивается, поскольку

Σ Hmax = 248МПа <[σ] Hmax = 600МПа.

8. расчет зубцов червячного колеса на выносливость при изгибе

Расчетные коэффициенты таковы:

YF = 1.37-коэффициент формы Зубцов по таблицам;

YC = 0.75-коэффициент перекрытия зубцов;

Yβ = 0.95-коэффициент наклона зубьев.

По формуле расчетное напряжение изгиба зубьев

Σ F = YF YC YβРасчет червячных передач= 1.37х0, 75х0, 95Расчет червячных передач= 32 МПа.

Выносливость зубьев при изгибе обеспечивается, потому расчетное напряжение меньше допустимого [σ] F = 64 МПа.

9. Проверка зубцов на прочность при изгибе максимальной нагрузкой по формуле

Σ Fmax = σ F (Т2max / Т2) = 32 (1532/1021) = 48 МПа.

Здесь также прочность обеспечивается, поскольку [σ] Fmax = 48 <[σ] Fmax = 132 МПа.

10. Расчет размерных параметров червячной передачи

Размеры элементов витков червяка и зубьев колеса:

-высота головки витка червяка и зубца колеса ha = m = 6мм

— высота витка и зубца hƒ = 1.2 m = 1.2х6 = 7,2 мм;

-расчетная толщина витка s = 0.5πm = 0.5х3, 14х6 = 9,42 мм;

— высота витка и зубца h = 2,2 m = 2,2 х6 = 13,2 мм.

Размеры венцов червяка и червячного колес:

-делительные диаметры d1 = 60 мм d2 = 384 мм;

-диаметры вершин dв1 = 72 мм d в2 = 396 мм;

-диаметры впадин

Dƒ1 = d1-2.4 m = 60-2.4х6 = 45,6 мм;

Dƒ 2 = d2-2, 4 m = 384-2,4 х6 = 369,6 мм;

-наибольший диаметр червячного колеса

— dам ≤ 2 ≤ DА2 +1,5 m = 396 +1,5 х6 = 405 мм;

— длина нарезной части червяка

B1 ≥ (11 +0.06 z2) m = (11 +0.06 [64) 6 = 89 vv $

Выберем b1 = 115 мм;

-ширина венца червячного колеса b2 = 54 мм;

Межосевое расстояние червячной передачи

Аw = 0.5m (q + z2) = 0.5 [6 (10 +64) = 222 мм.

11. Силы в зацеплении червячной передачи

-круговая сила на колесе равна осевой силе на черве Ft2 = Fa1 = 5318H;

-радиальная сила на колесе равна радиальной силе на черве

Fr2 = Fr1 = Ft2tgРасчет червячных передач= 5318 tg200 = 1936H;

-осевая сила на колесе равна круговой силе на черве

Fa2 = Ft1 = Ft2tgРасчет червячных передач= 5318 tg 11,310 = 1064Н.

12. КПД червячной передачи

Η = (0,95 … 0,96) tgРасчет червячных передач/ Tg (Расчет червячных передач+φ ') = (0.95 … 0.96) tg 11,310 /) tg (11,3101,50) = 0,83 … 0,84.

13. Проверка жесткости червяка

Равнодействующая окружной и Радиальной сил, действующих на червь,

F = Расчет червячных передач=Расчет червячных передач= 2209H.

Осевой момент инерции сечения червяка

I0 = Расчет червячных передачDƒ14/64 = 3.14х45, 64/64 = 212241мм4

Берем близкое расстояние между опорами червяка

L ≈ 0.8d2 = 0.8х384 = 307 мм.

Расчетное стрелка прогиба червяка при Е = 2х105МПа

В = Fl3 / (48EI0) = 2209х3073 / (48х2х105х212241) = 0,03 мм.

Допустимая стрелка прогиба [y] = 0.01m = 0.01х6 = 0,06 мм

Жесткость вала достаточное, поскольку y = 0.03 мм <[y] = 0.06мм.

Tagged with: , , , , , , ,
Posted in Прикладная механика
Перечень предметов
  1. Бухучет в ресторанном хозяйстве
  2. Введение в специальность 4к.2с
  3. Высшая математика 3к.1с
  4. Делопроизводство
  5. Информационные технологии в области
  6. Информационные технологии в системах качества стандартизаціісертифікаціі
  7. История украинской культуры
  8. Математические модели в расчетах на эвм
  9. Методы контроля пищевых производств
  10. Микробиология молока и молочных продуктов 3к.1с
  11. Микропроцессорные системы управления технологическими процессами
  12. Научно-практические основы технологии молока и молочных продуктов
  13. Научно-практические основы технологии мяса и мясных продуктов
  14. Общая технология пищевых производств 4к.2с
  15. Общие технологии пищевых производств
  16. Организация обслуживания в предприятиях ресторанного хозяйства
  17. Основы научных исследований и техничнои творчества
  18. Основы охраны труда
  19. Основы пидприемницькои деятельности и агробизнеса
  20. Основы физиологии и гигиены питания 3к.1с
  21. Пищевые и диетические добавки
  22. Политология
  23. Получения доброкачественного молока 3к.1с
  24. Прикладная механика
  25. Прикладная механика 4к.2с
  26. Теоретические основы технологии пищевых производств
  27. Технологический семинар
  28. Технологическое оборудование для молочной промышленности
  29. Технологическое оборудование для мьяснои промышленности
  30. Технология продукции предприятий ресторанного хозяйства
  31. Технология хранения консервирования и переработки молока
  32. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
  33. Технохимическому контроль
  34. Управление качеством продукции ресторанного хозяйства
  35. Физика
  36. Физическое воспитание 3к.1с
Возможно Вы искали: